(57)【要約】【課題】ロータコアと共にロータシャフトが軸方向に分割される構成において、出力側からの衝撃荷重に起因してロータコア部同士が回転方向に相対的にずれるのを適切に防止すること。【解決手段】励磁コイルがステータから径方向にロータ側に突出し、ロータコアが軸方向に分割されたハイブリッド励磁式回転電機において、ロータは、ロータコアが軸方向に分割されて形成されるそれぞれのロータコア部と、ロータコア部のそれぞれが外周側にそれぞれ固定される２つの中空のカップ状のシャフト部材とを備え、２つのカップ状のシャフト部材は、軸方向で対向して互いに嵌合されると共に、ボルト固定により互いに対して拘束される。【選択図】図２
2013183506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルがステータから径方向にロータ側に突出し、ロータコアが軸方向に分割されたハイブリッド励磁式回転電機において、
ロータは、前記ロータコアが軸方向に分割されて形成されるそれぞれのロータコア部と、前記ロータコア部のそれぞれが外周側にそれぞれ固定される２つの中空のカップ状のシャフト部材とを備え、
前記２つのカップ状のシャフト部材は、軸方向で対向して互いに嵌合されると共に、ボルト固定により互いに対して拘束される、ハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項２】
前記２つのカップ状のシャフト部材の嵌合部は、軸方向で前記２つのロータコア部の間であって、径方向で前記励磁コイルの内側に配置される、請求項１に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項３】
前記２つのカップ状のシャフト部材の嵌合部は、拡径して軸方向端面を形成し、前記軸方向端面に前記ロータコア部の軸方向端面が軸方向に当接される、請求項１又は２に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項４】
前記２つのカップ状のシャフト部材により画成される中空部に、前記シャフト部材よりも鉄損が小さい励磁コアであって、前記励磁コイルと協動して磁束を形成する励磁コアが設けられる、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励磁コイルがステータから径方向にロータ側に突出し、ロータコアが軸方向に分割されたハイブリッド励磁式回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のハイブリッド励磁式回転電機は知られている(例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の構成では、ロータコアは、軸方向に分割され、分割されたそれぞれのロータコア部は、軸方向に一体のロータシャフトにそれぞれ固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３‐１６４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロータコアと共にロータシャフトが軸方向に分割される構成においては、出力側からの衝撃荷重が入力した場合においても、分割されたシャフト部材同士が回転方向に相対的にずれないように（これに伴い分割されたロータコア部同士が回転方向に相対的にずれないように）、分割されたシャフト部材同士を適切に結合する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ロータコアと共にロータシャフトが軸方向に分割される構成において、出力側からの衝撃荷重に起因してロータコア部同士が回転方向に相対的にずれるのを適切に防止することができるハイブリッド励磁式回転電機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、励磁コイルがステータから径方向にロータ側に突出し、ロータコアが軸方向に分割されたハイブリッド励磁式回転電機において、
ロータは、前記ロータコアが軸方向に分割されて形成されるそれぞれのロータコア部と、前記ロータコア部のそれぞれが外周側にそれぞれ固定される２つの中空のカップ状のシャフト部材とを備え、
前記２つのカップ状のシャフト部材は、軸方向で対向して互いに嵌合されると共に、ボルト固定により互いに対して拘束される、ハイブリッド励磁式回転電機が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロータコアと共にロータシャフトが軸方向に分割される構成において、出力側からの衝撃荷重に起因してロータコア部同士が回転方向に相対的にずれるのを適切に防止することができるハイブリッド励磁式回転電機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド励磁式回転電機の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例であるハイブリッド励磁式回転電機を軸中心線を含む平面で切断した際の一部断面図である。
【図３】本発明の一実施例であるハイブリッド励磁式回転電機を、図２に示すIII−IIIで切断した際の断面図である。
【図４】本発明の一実施例であるハイブリッド励磁式回転電機を、図２に示すIV−IVで切断した際の断面図である。
【図５】本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０の組み付け方法の要部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド励磁式回転電機１０の構造を示す斜視図を示す。尚、図１には、一部がカットされたハイブリッド励磁式回転電機１０が示されている。図２は、本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０を軸中心線を含む平面で切断した際の一部断面図を示す。図３は、本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０を、図２に示すIII−IIIで切断した際の断面図を示す。図４は、本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０を、図２に示すIV−IVで切断した際の断面図を示す。
【００１１】
ハイブリッド励磁式回転電機１０は、例えばハイブリッド車両や電気自動車で使用される車両駆動用のモータであってよい。但し、ハイブリッド励磁式回転電機１０は、他の任意の用途に使用されるものであってもよい。
【００１２】
本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０は、軸回りに回転可能なロータ１２と、ロータ１２を回転させる回転磁界を発生させるステータ１４と、を備えている。ロータ１２は、軸方向両端において軸受１６，１８を介してケース２０に回転可能に支持されている。ステータ１４は、ロータ１２の外径側に配置されており、ケース２０に固定されている。ロータ１２とステータ１４とは、互いに径方向に所定のエアギャップ２２を介して対向している。
【００１３】
ステータ１４は、ステータコア２４と、ステータコイル２８と、を有している。ステータコア２４は、中空円筒状に形成されている。ステータコア２４には、内周面にステータティース２６が形成されている。ステータティース２６は、ステータコア２４の径方向内方すなわち軸中心に向けて突出している。ステータティース２６は、ステータコア２４の内周面において周方向に複数（例えば、１８個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。各ステータティース２６にはそれぞれ、ステータコイル２８が巻き付けられている。ステータコイル２８は、ステータコア２４の内周面において周方向に複数（例えば、１８個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。各ステータコイル２８は、ハイブリッド励磁式回転電機１０が例えば三相交流モータに適用される場合は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの何れかを構成する。
【００１４】
ステータコア２４は、軸方向に分割されており、第１ステータコア３０と、第２ステータコア３２と、第３ステータコア３４と、を有している。第１〜第３ステータコア３０〜３４は、それぞれ中空円筒状に形成されており、軸方向に並んでいる。第１〜第３ステータコア３０〜３４は、互いに略同じ内径を有している。第１及び第３ステータコア３０，３４は、軸方向両端に配置されている。第２ステータコア３２は、軸方向中央に配置されている。第２ステータコア３２は、第１ステータコア３０と第３ステータコア３４とに軸方向で挟まれており、それら第１及び第３ステータコア３０，３４の軸方向中央寄りの端面に接着固定される。
【００１５】
第１及び第３ステータコア３０，３４はそれぞれ、絶縁コーティングされた複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成されている。また、第２ステータコア３２は、軟磁性材料具体的には絶縁コーティングされた軟磁性体粉末を圧縮成型した材料で形成されている。第２ステータコア３２の軸方向における磁気抵抗は、第１及び第３ステータコア３０，３４の軸方向における磁気抵抗よりも小さい。
【００１６】
ステータコア２４の外径側には、第１〜第３ステータコア３０〜３４を支持する円筒状のヨーク３６が設けられている。ヨーク３６は、第２ステータコア３２と同様に、圧縮された軟磁性粉末により形成されている。ヨーク３６の軸方向における磁気抵抗は、第１及び第３ステータコア３０，３４の軸方向における磁気抵抗よりも小さい。ヨーク３６は、第２ステータコア３２と一体であってもよい。ヨーク３６は、第１ステータコア３０及び第３ステータコア３４の外周面に接着固定される。第１ステータコア３０と第３ステータコア３４とは、ヨーク３６により互いに磁気的に結合される。ステータティース２６は、第１〜第３ステータコア３０〜３４それぞれに設けられており、第１〜第３ステータコア３０〜３４それぞれのステータティース２６は、軸方向に並ぶように設けられている。また、各ステータコイル２８は、第１〜第３ステータコア３０〜３４を軸方向に貫くように形成されている。
【００１７】
また、ステータコア２４は、ステータ１４をケース２０に取り付け固定するための外径側に突出する取付部３８を有している。取付部３８は、軸方向に積層する複数の電磁鋼板により形成されている。取付部３８は、第１ステータコア３０と一体に形成された取付部３８ａと、第３ステータコア３４と一体に形成された取付部３８ｂと、両取付部３８ａ，３８ｂで挟まれる取付部３８ｃと、を有している。取付部３８ｃは、第２ステータコア３２の外径側に配置されている。取付部３８は、周方向に複数（例えば３個）設けられている。取付部３８には、軸方向に貫通する貫通穴４０が設けられている。ステータ１４は、取付部３８の貫通穴４０を貫通するボルト４２がケース２０に締結されることによりケース２０に固定される。
【００１８】
ロータ１２は、ステータ１４の内径側に配置されている。ロータ１２は、ロータシャフト（以下、単に「シャフト」という）５０と、ロータコア５２とを有している。シャフト５０は、軸方向に延びており、軸方向両端側でステータ１４の軸方向端部から延出している。尚、シャフト５０は、少なくとも軸方向一方端でステータ１４の軸方向端部から延出していればよい。シャフト５０は、所定の鉄損を有する材料により形成され、例えばS45Cなどの炭素鋼で形成されてもよい。
【００１９】
ロータコア５２は、軸方向に分割されており、第１ロータコア５６と、第２ロータコア５８と、を有している。第１及び第２ロータコア５６，５８はそれぞれ、中空円筒状に形成されており、シャフト５０の外径側に配置されてシャフト５０に支持されている。第１及び第２ロータコア５６，５８はそれぞれ、軸方向に積層する複数の電磁鋼板により形成されている。第１ロータコア５６と第２ロータコア５８とは、互いに軸方向に環状の隙間６０を空けて離間している。
【００２０】
第１ロータコア５６の外周面は、第１ステータコア３０の内周面と径方向で対向している。すなわち、第１ロータコア５６の外周面と第１ステータコア３０の内周面とは互いに径方向で対向している。また、第２ロータコア５８の外周面は、第３ステータコア３４の内周面と径方向で対向している。すなわち、第２ロータコア５８の外周面と第３ステータコア３４の内周面とは互いに径方向で対向している。隙間６０は、第２ステータコア３２の内周面に面しており、第２ステータコア３２の内径側に設けられている。
【００２１】
第１ロータコア５６の外周部には、ロータティース６２が形成されている。ロータティース６２は、第１ロータコア５６の径方向外方に向けて突出している。ロータティース６２は、第１ロータコア５６の外周面において周方向に複数（例えば、６個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。
【００２２】
周方向において互いに隣接するロータティース６２の間にはそれぞれ、永久磁石６４がロータティース６２と隣り合うように取り付けられている。永久磁石６４は、第１ロータコア５６の外径側に配置されている。永久磁石６４は、例えばフェライト磁石である。永久磁石６４は、周方向に複数（例えば、６個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。各永久磁石６４は、周方向に所定の幅（角度）を有し、かつ、径方向に所定の厚さを有している。各永久磁石６４は、所定の極性（例えば、外径側をＮ極且つ内径側をS極）に着磁されている。
【００２３】
永久磁石６４の外径側端面とロータティース６２の外径側端面とは、軸中心から略同じ距離に形成されている。第１ロータコア５６は、永久磁石６４で励磁された永久磁石励磁磁極と、永久磁石６４で励磁されていない非励磁の永久磁石非励磁磁極と、を有している。この永久磁石非励磁磁極は、ロータティース６２に形成される。これらの永久磁石励磁磁極と永久磁石非励磁磁極とは、周方向に交互に配置されている。第１ロータコア５６は、所定角度ごとに極性の異なる磁極を有しており、永久磁石励磁磁極及び永久磁石非励磁磁極により周方向に所定数（例えば１２個）の極数を有している。
【００２４】
また、第２ロータコア５８の外周部には、ロータティース６６が形成されている。ロータティース６６は、第２ロータコア５８の径方向外方に向けて突出している。ロータティース６６は、第２ロータコア５８の外周面において周方向に複数（例えば、６個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。
【００２５】
周方向において互いに隣接するロータティース６６の間にはそれぞれ、永久磁石６８がロータティース６６と隣り合うように取り付けられている。永久磁石６４は、第２ロータコア５８の外径側に配置されている。永久磁石６８は、例えばフェライト磁石である。永久磁石６８は、周方向に複数（例えば、６個）設けられており、周方向に沿って等間隔で設けられている。各永久磁石６８は、周方向に所定の幅（角度）を有し、かつ、径方向に所定の厚さを有している。各永久磁石６８は、上記の永久磁石６４の極性とは異なる所定の極性（例えば、外径側をＳ極且つ内径側をN極）に着磁されている。すなわち、永久磁石６８と永久磁石６４とは、互いに反転した極性を有している。
【００２６】
永久磁石６８の外径側端面とロータティース６６の外径側端面とは、軸中心から略同じ距離に形成されている。第２ロータコア５８は、永久磁石６８で励磁された永久磁石励磁磁極と、永久磁石６８で励磁されていない非励磁の永久磁石非励磁磁極と、を有している。この永久磁石非励磁磁極は、ロータティース６６に形成される。これらの永久磁石励磁磁極と永久磁石非励磁磁極とは、周方向に交互に配置されている。第２ロータコア５８は、所定角度ごとに極性の異なる磁極を有しており、永久磁石励磁磁極及び永久磁石非励磁磁極により周方向に第１ロータコア５６の極数と同じ所定数（例えば１２個）の極数を有している。
【００２７】
第１ロータコア５６の永久磁石励磁磁極と、第２ロータコア５８の永久磁石非励磁磁極とは、軸方向で上記の隙間６０を介して互いに対向配置されている。すなわち、第１ロータコア５６の永久磁石６４と第２ロータコア５８のロータティース６６とは、軸方向で上記の隙間６０を介して互いに対向配置されている。また、第１ロータコア５６の永久磁石非励磁磁極と、第２ロータコア５８の永久磁石励磁磁極とは、軸方向で上記の隙間６０を介して互いに対向配置されている。すなわち、第１ロータコア５６のロータティース６２と第２ロータコア５８の永久磁石６８とは、軸方向で上記の隙間６０を介して互いに対向配置されている。
【００２８】
上記の隙間６０には、ロータティース６２，６６の永久磁石非励磁磁極を励磁する励磁コイル７０が配置されている。隙間６０は、その略全域が励磁コイル７０で埋められている。励磁コイル７０は、シャフト５０の回りに環状に形成されている。励磁コイル７０は、シャフト５０の外径側に配置されていると共に、第２ステータコア３２の内径側に配置されている。励磁コイル７０は、ステータ１４（具体的には、そのステータコア２４）に取り付け固定されている。励磁コイル７０には、直流電流が供給される。励磁コイル７０に直流電流が供給されると、その励磁コイル７０の内径側（軸中心側）を軸方向に貫く磁束が発生する。この磁束量は、励磁コイル７０に供給された直流電流に応じた大きさである。
【００２９】
尚、励磁コイル７０のステータ１４への固定は、互いの直接接着により実現されてもよい。また、環状の励磁コイル７０を内径側から保持するＵ字状の保持部材（クリップ）７１を周方向に複数設け、その保持部材７１の両側つめ部を、第２ステータコア３２の内径面に空いた穴又はステータコア２４の第１ステータコア３０及び第３ステータコア３４の互いに面する軸方向端面に空いた穴に挿入して引っ掛けることにより、励磁コイル７０のステータ１４への固定を実現することとしてもよい。
【００３０】
シャフト５０は、中空形状に形成されている。シャフト５０は、径が比較的大きな大径円筒部７２と、径が比較的小さな小径円筒部７４，７６と、を有している。小径円筒部７４，７６は、軸方向両端に設けられている。シャフト５０は、小径円筒部７４，７６において軸受１６，１８を介してケース２０に支持される。大径円筒部７２は、軸方向中央に設けられており、軸方向両端の小径円筒部７４，７６に挟まれている。第１及び第２ロータコア５６，５８は、大径円筒部７２の外径側に配置されてその大径円筒部７２に支持されており、その大径円筒部７２の外周面に固定されている。尚、シャフト５０の大径円筒部７２の径方向の厚みは、モータトルクを伝達するのに必要な強度を維持するような厚さに設定される。
【００３１】
シャフト５０の中空内部には励磁コア８０が設けられる。励磁コア８０は、シャフト５０の内径側に配置され、シャフト５０に支持されてよい。励磁コア８０は、ロータコア５２の第１ロータコア５６及び第２ロータコア５８並びに励磁コイル７０の内径側に配置されている。シャフト５０の大径円筒部７２内には、中空空間８２が形成されている。励磁コア８０は、大径円筒部７２の中空空間８２内に収容されており、大径円筒部７２の内周面に支持されてよい。励磁コア８０は、軟磁性材料具体的には絶縁コーティングされた軟磁性体粉末を圧縮成型した材料で形成されている。励磁コア８０は、鉄損がシャフト５０の鉄損に比べて小さい材料で形成されている。
【００３２】
励磁コア８０は、周方向に分割されており、軸方向から見て扇状に形成された複数（例えば６個）のロータコア片８４からなる。励磁コア８０の周方向における分割は、周方向において等間隔（等角度）で行われ、各ロータコア片８４は、互いに同じ形状を有してよい。
【００３３】
励磁コア８０は、軸方向端部に軸方向に空いた切欠穴８６，８８を有してよい。切欠穴８６，８８は、軸方向両端に設けられている。切欠穴８６，８８は、径が軸方向端面から軸方向中央にかけて小さくなるようにテーパ状に又は階段状に形成されてよい。切欠穴８６と切欠穴８８とは、互いに軸方向中央側で連通しており、最深部同士で互いに軸方向に貫通する貫通穴８９を通じて接続している。すなわち、励磁コア８０は、貫通穴８９が形成されるように中空形状に形成されている。尚、励磁コア８０の軸方向中央部における径方向の厚みは、好ましくは、励磁コイル７０によって発生する磁束が飽和しない所定の厚さに設定される。励磁コア８０の切欠穴８６，８８及び貫通穴８９はすべて、シャフト５０の軸中心線上に設けられている。励磁コア８０の貫通穴８９は、切欠穴８６，８８の最深部の径と略同じ径を有している。
【００３４】
また、励磁コア８０は、後述の如くシャフト５０の軸方向の分割に伴い軸方向に２分割されおり、第１励磁コア８０Ａと、第２励磁コア８０Ｂとを含む。励磁コア８０の軸方向分割位置は、シャフト５０の軸方向分割位置に対応してよく、軸方向の略中央であってよい。
【００３５】
上記のハイブリッド励磁式回転電機１０の構造において、環状の励磁コイル７０に直流電流が供給されると、その励磁コイル７０の内径側（軸中心側）を軸方向に貫く磁束が発生する。この励磁コイル７０を用いた電磁石による磁束は、エアギャップ２２→ステータコア２４→エアギャップ２２→第１又は第２ロータコア５６，５８の永久磁石非励磁磁極→励磁コア８０→第１又は第２ロータコア５６，５８の永久磁石非励磁磁極からなる経路で流通する。かかる磁束が発生すると、第１及び第２ロータコア５６，５８の永久磁石非励磁磁極が励磁される。この電磁石による磁束は、永久磁石６４，６８による磁束を弱め或いは強める。また、この電磁石による磁束量は、励磁コイル７０に流す直流電流の大きさに応じて調整される。
【００３６】
従って、本実施例によれば、永久磁石６４，６８による磁束と励磁コイル７０を用いた電磁石による磁束との合成磁束によりロータ１２をステータ１４回りに回転させるトルクを調整することができ、そのロータ１２を適切に回転させることができる。
【００３７】
また、本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０の構造においては、励磁コイル７０の励磁により生じる磁束は、シャフト５０の内径側に配置された励磁コア８０を流れる。この構造では、シャフト５０の内径側に励磁コア８０が設けられていない構造と異なり、励磁コイル７０の励磁により励磁コイル７０の内径側で軸方向に流れる磁束がシャフト５０自体（具体的には、大径円筒部７２など）を流通することは抑制される。ここで、励磁コア８０は、鉄損がシャフト５０の鉄損に比べて小さい材料で形成されている場合、励磁コア８０の鉄損は、シャフト５０の鉄損に比べて小さくなる。このため、この場合、その磁束が励磁コイル７０による磁束発生時に生じる鉄損を抑制することができ、ロータ１２を回転させるトルクを効率的に高めることができる。この結果、ロータ１２を回転させる際のトルクアップを図ることができ、大きなトルクを発生させるうえで装置自体の大型化を抑制することができる。
【００３８】
次に、シャフト５０の構造等について詳説する。
【００３９】
シャフト５０は、図２に示すように、軸方向に２分割されており、互いに嵌合する２つの第１及び第２カップ状部材９０，９２を含む。第１カップ状部材９０は、軸受１６が取り付けられ、ケース２０に回転可能に支持される。第２カップ状部材９２は、軸受１８が取り付けられ、ケース２０に回転可能に支持される。第１及び第２カップ状部材９０，９２のカップ内の空間は、上述の中空空間８２を形成する。中空空間８２の形状（即ち“カップ状”の形状）は、典型的には略円筒形であるが、任意であってよい。シャフト５０を軸方向に分割する理由は、上述の如くシャフト５０内に励磁コア８０を配置するために製造上必要であるためである。シャフト５０の軸方向分割位置は、任意であるが、好ましくは第１ロータコア５６と第２ロータコア５８との間であり、図示の例では軸方向の略中央である。
【００４０】
より具体的には、第１カップ状部材９０は、小径円筒部７４と、大径円筒部７２の一部（図示の例では、小径円筒部７４に接続する側の半分）と、を有している。第２カップ状部材９２は、小径円筒部７６と、大径円筒部７２の一部（図示の例では、小径円筒部７６に接続する側の半分）と、を有している。第１カップ状部材９０には第１ロータコア５６が、また、第２カップ状部材９２には第２ロータコア５８が、それぞれ支持される。即ち、第１ロータコア５６は第１カップ状部材９０の外周面に、また、第２ロータコア５８は第２カップ状部材９２の外周面に、それぞれ固定される。
【００４１】
第２カップ状部材９２は、出力側であり、図２に示すように、出力部材５００（図１には図示せず）が回転不能に結合される。尚、車両に適用された場合、出力部材５００は、車輪に直接的に又は間接的に接続されることになる。図示の例では、小径円筒部７６の内周面には、スプライン８１０Ｂが形成されており、出力部材５００が小径円筒部７６の内周部にスプライン結合される。
【００４２】
第１カップ状部材９０の内周面及び第２カップ状部材９２の内周面には、第１励磁コア８０Ａ及び第２励磁コア８０Ｂがそれぞれ固定されてよい。尚、この固定方法は任意であるが、例えば接着による固定であってよい。尚、第１励磁コア８０Ａと第２励磁コア８０Ｂとは、軸方向で互いに対して僅かに離間して配置されてもよい。
【００４３】
第１及び第２カップ状部材９０，９２にはそれぞれ、軸中心上で軸方向に空いたボルト穴９４，９６が形成されている。ボルト穴９４及び励磁コア８０の貫通穴８９は、ボルト９８の径よりも僅かに大きい径を有する。ボルト穴９６には、ボルト９８に形成されるネジ山に対応したネジ溝９６Ａが形成される。これにより、ボルト９８は、第１カップ状部材９０のボルト穴９４及び励磁コア８０の貫通穴８９を通って、第２カップ状部材９２のボルト穴９６に螺着する。このようにボルト９８はシャフト５０の軸中心を通るように配置されるので、ボルト９８に起因してハイブリッド励磁式回転電機１０の体格が大きくなることはない。尚、ボルト９８の頭部は、第１カップ状部材９０の小径円筒部７４の内部空間（内径側の空間）に配置される。
【００４４】
第１及び第２カップ状部材９０，９２は、軸方向の任意の位置で嵌合してもよいが、好ましくは、図２に示すように、軸方向で第１ロータコア５６と第２ロータコア５８との間に嵌合部８００を有する。即ち、嵌合部８００は、励磁コイル７０の内径側に配置される。この場合、嵌合部８００は、図２に示すように、第１ロータコア５６と第２ロータコア５８との間の環状の隙間６０を利用して配置することができ、励磁コア８０の径方向のサイズに実質的に影響を及ぼさない効率的な配置を実現することができる。但し、嵌合部８００は、環状の隙間６０よりも内径側に配置されてもよい。
【００４５】
嵌合部８００は、ボルト９８の軸力を出す機能を有する。即ち、第１及び第２カップ状部材９０，９２は、互いの間で軸方向の力が伝達可能な態様で、嵌合部８００において互いに軸方向に当接しあう。このような機能を持つ嵌合部８００の構造は任意であるが、例えば、図示の例では、嵌合部８００は、径方向外側に突出する（拡径する）ことで軸方向の力を受ける面を有している。具体的には、第１カップ状部材９０は、軸方向端部の周縁部８０４Ａの第１軸方向端面と、当該第１軸方向端面から軸方向で僅かにオフセットした位置で拡径する拡径部８０２Ａの第２軸方向端面とを、第２カップ状部材９２側に備える。第２カップ状部材９２は、軸方向端部手前で拡径する拡径部８０６Ｂの第１軸方向端面と、軸方向端部の周縁部８０８Ｂの第２軸方向端面とを、第１カップ状部材９０側に備える。この構成では、第１カップ状部材９０の第１及び第２軸方向端面と、第２カップ状部材９２の第１及び第２軸方向端面とがそれぞれ軸方向で当接し合う。尚、図示の例の変形例として、例えば拡径部８０２Ａが省略されて、第１カップ状部材９０の第１軸方向端面と第２カップ状部材９２の第１軸方向端面とが軸方向で当接し合う構成であってもよい。また、第１カップ状部材９０と第２カップ状部材９２の構造はそれぞれ逆であってもよい。
【００４６】
図示の例では、第１カップ状部材９０の拡径部８０２Ａの軸方向端面（軸方向で上記第２軸方向端面とは逆側の軸方向端面）には、第１ロータコア５６の軸方向端面の外周部が軸方向に当接される。これにより、第１ロータコア５６の軸方向の動きが規制される（位置決め機能が果たされる）。尚、第１ロータコア５６の軸方向の逆方向の動きは、ナット９００により規制されている。ナット９００は、第１カップ状部材９０の大径円筒部７２の外周部のねじ山に螺着されている。また、同様に、第２カップ状部材９２の拡径部８０６Ｂの軸方向端面（軸方向で上記第１軸方向端面とは逆側の軸方向端面）には、第２ロータコア５８の軸方向端面の外周部が軸方向に当接される。これにより、第２ロータコア５８の軸方向の動きが規制される（位置決め機能が果たされる）。尚、第２ロータコア５８の軸方向の逆方向の動きは、ナット９０２により規制されている。ナット９０２は、第２カップ状部材９２の大径円筒部７２の外周部のねじ山に螺着されている。
【００４７】
また、嵌合部８００は、周方向の位置決め機能を有してもよい。即ち、上述の如く第１ロータコア５６と第２ロータコア５８とは周方向で所定の関係で配置される必要があるので、位置決めが必要である。この場合、嵌合部８００の嵌合方法は、好ましくは、容易に取り外しが可能な嵌合方法である。例えば、嵌合部８００は、スプライン結合を伴う嵌合であってもよい。図示の例では、第１カップ状部材９０の軸方向端部の周縁部８０４Ａと第２カップ状部材９２の軸方向端部の周縁部８０８Ｂとがスプライン結合されてもよい。
【００４８】
ところで、本実施例のように、シャフト５０が軸方向に分割される構成においては、出力部材５００側（出力側）から衝撃荷重がシャフト５０に入力した場合においても、分割されたシャフト部材同士、即ち第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が回転方向に相対的にずれないように（これに伴い分割された第１ロータコア５６及び第２ロータコア５８が回転方向に相対的にずれないように）、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２を互いに適切に結合する必要がある。
【００４９】
この点、本分野で一般的に使用される結合方法として圧入を採用した場合、即ち第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２を圧入により結合した比較構成の場合、出力部材５００側から衝撃荷重がシャフト５０に入力したときに第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が回転方向に相対的にずれる虞がある。尚、車両に適用された場合、衝撃荷重は、車輪の空転時やロック時に発生しうる。
【００５０】
これに対して、本実施例によれば、上述の如く、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２は、ボルト９８による固定によって互いに対して軸方向で拘束される。従って、出力部材５００側から衝撃荷重がシャフト５０に入力した場合でも、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が回転方向に相対的にずれるのを防止することが可能である。尚、この目的のため、ボルト９８の軸力は、想定される最大の衝撃荷重がシャフト５０に出力部材５００側から入力した場合でも第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が回転方向に相対的にずれないような軸力に設定される。尚、かかるボルト９８の軸力は、想定される最大の衝撃荷重の大きさ（使用条件等）に依存するので、試験等により適合されてよい。尚、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２がスプライン結合される場合、これによっても第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が回転方向の相対的なずれが防止されうるが、スプラインにはガタがあり、また、出力部材５００側からの衝撃荷重は大きいので、ボルト９８の軸力が上述の回転方向のずれ防止機能を果たす。
【００５１】
図５は、本実施例のハイブリッド励磁式回転電機１０の組み付け方法の要部の一例を示す図である。図５では、軸中心まわりで実質的に対称であるため、ハイブリッド励磁式回転電機１０の軸中心より上側の半分だけが示される。
【００５２】
先ず、図５（Ａ）に示すように、第１ロータサブアセンブリ３００が組み付けられる。第１ロータサブアセンブリ３００は、出力側の構成要素、主に、第２ロータコア５８、第２カップ状部材９２、第２励磁コア８０Ｂ及び軸受１８をアセンブリして構成される。
【００５３】
次に、図５（Ｂ）に矢印Ｙ１で示すように、ステータアセンブリ３０２が軸方向に挿入されて組み付けられる。ステータアセンブリ３０２は、主に、ステータ１４及び励磁コイル７０を含む。励磁コイル７０は、上述の如く保持部材（クリップ）７１によりステータ１４に組み付けられていてよい。
【００５４】
次に、図５（Ｃ）に矢印Ｙ２で示すように、第２ロータサブアセンブリ３０４が軸方向に挿入されて組み付けられる。第２ロータサブアセンブリ３０４は、主に、第１ロータコア５６、第１カップ状部材９０、第１励磁コア８０Ａ及び軸受１６をアセンブリして構成される。第２ロータサブアセンブリ３０４と第１ロータサブアセンブリ３００とは、嵌合部８００により嵌合される。この際、第１ロータコア５６と第２ロータコア５８とは互いに周方向で適切に位置合わせされる。この目的のため、嵌合部８００の嵌合方法は、上述の如くスプライン結合を伴うものであってよい。
【００５５】
次に、図５（Ｄ）に矢印Ｙ３で示すように、ボルト９８が、第１カップ状部材９０のボルト穴９４及び励磁コア８０の貫通穴８９を通され、第２カップ状部材９２のボルト穴９６に締結される。ボルト９８は、所定の締め付けトルクで締結される。
【００５６】
ところで、製造時にロータ１２のバランス修正を実施するときには、図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）に示す工程で組み付けてからバランスを測定し、次に、図５（Ｄ）に示す組立状態から分解しバランス修正を行う必要がある。また、何らかの理由（検査、部品交換や整備等）により、図５（Ｄ）に示す組立状態から分解する必要がある場合がある。
【００５７】
この点、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２を圧入により結合した比較構成の場合、圧入嵌合部を外す作業が必要であり、バランス調整後に、再度、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２を圧入する必要がある。
【００５８】
これに対して、本実施例によれば、上述の如く、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２はボルト９８によって結合されているだけであるので、組み付け時に圧入の必要がなく、組み付け性が良好である。また、バランス調整等のために分解する必要がある場合も、ボルト９８を外すだけでよく、分解が容易であり、再組み付けも容易である。
【００５９】
尚、上記の実施例においては、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が特許請求の範囲に記載した「２つのカップ状のシャフト部材」に、また、第１ロータコア５６及び第２ロータコア５８が特許請求の範囲に記載した「それぞれのロータコア部」に、それぞれ相当している。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６１】
例えば、上述した実施例では、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２はボルト９８によって結合されるので、第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２が圧入により結合される必要は無いが、ボルト９８による結合と圧入による結合を組み合わせて行ってもよい。この場合であっても、上述の分解や組み付け性の向上の効果が得られないものの、上述の出力部材５００側から衝撃荷重に対する第１カップ状部材９０及び第２カップ状部材９２の間の相対的な回転方向のずれの防止効果は得られる。
【００６２】
また、上述した実施例では、ボルト９８は、第１カップ状部材９０側に頭部が位置する方向で締結されているが、逆向きであってもよい。即ち、第１カップ状部材９０のボルト穴９４にネジ溝を形成し、第２カップ状部材９２側からボルト９８を通して締結する方法であってもよい。また、ボルト９８は、ボルト穴９６に代えて、第２カップ状部材９２側に設けられるナットに締結されてもよい。
【００６３】
また、上述した実施例では、励磁コア８０は、軟磁性材料（具体的には圧縮された軟磁性粉末）により形成されているが、他の任意の磁性材料で形成されてもよい。例えば、励磁コア８０は、シャフト５０と同一の材料でシャフト５０と一体的に形成されてもよい。
【００６４】
また、上述した実施例では、図５（Ｃ）に示したように、第２ロータサブアセンブリ３０４は、第１カップ状部材９０の外周面に固定された第１ロータコア５６を含んでいるが、第１カップ状部材９０を含んでいなくてもよい。この場合、第１ロータコア５６を含まない第２ロータサブアセンブリ３０４を組み付けた後、第１ロータコア５６を第１カップ状部材９０の外周面に固定してよい。
【００６５】
また、上述した実施例においては、励磁コア８０がシャフト５０の内周面に固定されロータ１２と一体で回転するが、例えばシャフト５０内に配置された非回転部材とされることとしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ハイブリッド励磁式回転電機
１２  ロータ
１４  ステータ
１６、１８  軸受
２２  エアギャップ
２４  ステータコア
２８  ステータコイル
３０  第１ステータコア
３２  第２ステータコア
３４  第３ステータコア
５０  シャフト
５２  ロータコア
５６  第１ロータコア
５８  第２ロータコア
６０  隙間
６２，６６  ロータティース
６４，６８  永久磁石
７０  励磁コイル
７２  大径円筒部
７４  小径円筒部
８０  励磁コア
８０Ａ  第１励磁コア
８０Ｂ  第２励磁コア
８４  ロータコア片
８６，８８  切欠穴
９０  第１カップ状部材
９２  第２カップ状部材
９４，９６    ボルト穴
９８    ボルト
５００    出力部材
８００    嵌合部
８０２Ａ    拡径部
８０６Ｂ    拡径部
９００，９０２    ナット
【図１】
2013183506.tif 000003
【図２】
2013183506.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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